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中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
一.前言
改革开放以来,我国的智能建筑工程行业取得了快速的发展。智能建筑工程的建设管理是一项很复杂的过程,不仅仅涉及到人员,材料设备的管理,更要综合考虑到整个智能建筑工程施工过程中,工程施工施工环境,施工安全控制,因此,也对工程的管理人员和管理体制提出了更高的要求。经过几十年的发展,我国的智能建筑工程管理在实践中取得了一些完善,但依然存在很多问题,对工程的质量和施工的安全产生了消极影响,因此,加强对智能建筑工程建设管理的探究,对智能建筑工程的健康发展有着十分重要的意义。
二.智能建筑目前存在的主要问题
2.1 智能化建筑设计中存在的问题
目前我国智能化建筑设计中,主要存在的问题是在定位不清晰。大多数设计院不重视或理解不深,只是停留在传统弱电系统层面上,提不出智能化建筑切合实际的明确需求,根本就谈不上全面系统的规划和设计; 其次,整体设计的理念还不强,在设计时只强调自动化与通信技术及相关功能的应用,较多呈现出电子、自动化、通信技术产品及其功能的简单集合与堆砌的设计倾向,在设计智能化建筑时没有一种整体考虑的思想。在整个项目设计过程中,多数项目智能化工程设计往往滞后于建筑设计,在进行施工图设计时,智能化系统设备尚未选型、订货,所以土建设计图纸往往没有照顾到智能系统,或者仅凭过去经验考虑,造成弱电管线预埋遗漏,电缆通道较小或没有等现象。所以设计满足不了现场施工的要求,从而造成了设计方案不合理、施工质量不合格,工程验收不达标,智能建筑不智能的严重后果。
2.2 施工人员综合素质不高且管理不善
管理人员整体素质偏低。在很长的一段时间,我国的工程建设管理人员准入制度不完善,很多管理人员可以靠着关系或者是凭借某一个高层的喜好而进入工程地方管理,由于准入机制的不合理,不严格,很多不懂管理,不知经济,不明财务甚至不懂技术的人员,可以通过各种方式进入工程项目的管理层,管理团队整体素质偏低,管理机构臃肿。对人员的管理缺乏科学性。在施工过程中,分工不明确,权责不清晰,对人员的管理和对工程的管理脱节严重,同时,对工程技术人员的奖惩、任免、选用等主要是由施工单位的人事部门为主,管理也比较随意。
2.3 系统集成商的技术水平与职业道德良莠不齐
在某地区的一次抽查中发现,合格的 BA 系统不足六成; 某地技术监督局 2009 年对 10幢智能大楼布线系统测试结果表明,较好的仅占 20%。系统集成商遗留给物业管理公司的问题,有的可能是致命的。管理公司在管理过程中已受到硬件设备的更新费用和软件技术的提供渠道的双重限制。
三.智能建筑建设管理的几点措施
3.1 合理的智能建筑设计是智能建筑建设管理的基础
智能建筑设计方案必须以需求分析为首要依据,必须针对建筑的具体要求作出符合该建筑物要求的、不同于其他建筑的方案。设计必须多元化和个性化,不同地域、不同性质、不同规模的建筑不可能有唯一的解决方案。有的设计初期业主以至建筑师基本不考虑或很少考虑智能系统的要求,甚至结构主体已经完工的条件下去考虑建筑物的智能系统要求,如此格局,当然只能引出一系列不合理结果。
因此,建筑师和各专业工程师之间必须紧密配合,才可能创造出完美的智能建筑作品。要求主体设计单位对智能建筑系统的设计总体负责。所谓“总体负责”,其实就是设计总承包的概念。业主、设计、监理、施工等建设各方都应该认识到: 总体设计是整个工程建设的龙头,马虎不得。“以客户需求为依据,按照实际需求进行集成”是一种务实的、正确的智能建筑设计技术思想。作为设计人员,应该认识到: 技术最终是为用户服务的,而不能让用户屈从于技术。一个好的设计应该使用户成为技术的主人而不是技术的奴隶。“为技术而技术”和“技术至上”的观点是错误的,这一点应该成为称职的专业工程师的必要素质。
3.2 加强对智能建筑工程建设的管理,不断提高工程质量
完善智能建筑工程建设标准与规范,加强智能化系统工程管理的重要作用与迫切性,已受到工程界与政府主管部门高度的重视。由于智能化系统在国内隶属于建设、公安、邮电、广电、消防、电业等行业管理,技术涉及自控、通信、计算机、电子、传感器、机械等领域,因而此项工作需要政府主管部门支持与组织,否则不可能具有权威性,同时在工作进度上也没有保证。
笔者认为可以“智能建筑设计标准”为主要框架,梳理出有关智能化系统的设备、施工、验收等工作所必须的标准与规范内容,查对目前国内现行标准与规范是否已满足使用要求。如果不满足,就在近期组织完成相应的修改。如果国内现行标准与规范中某些内容空缺,而近期又无法完成编制或修改,那么在分析研究确认后可将国际通用的成熟、先进的标准与规范先等同或等效地使用,即使如此,也应有权威部门给予正式认可,公布于众。
3.3建立新型的智能建筑工程施工管理思路体系
国内智能建筑工程管理工作非常缺乏智能建筑工程施工管理理论和经验,使得我国难以确立智能建筑工程管理思路体系。建立智能建筑工程施工管理思路体系需要很多专业的施工人员的努力,要求在智能建筑工程管理思路体系建立的过程中必须由具有丰富工作经验的管理人员和资深的建筑学科专家的共同努力。除此之外,还需要积极吸取世界先进的智能建筑工程施工管理措施,学习和借鉴国内外先进的建筑行业施工管理理论和经验,根据中国的建筑行业实际情况来建立一套相应的工程施工管理思路体系。
3.4 改善人员管理方式,提高人员综合素质
提高管理人员的管理水平,改善管理方式。坚持“以人为本”,重视管理。管理人员只有扎扎实实地提高素质,提高管理水平,注重细节管理,用心管理,才能发现细节问题的实质,同时,要改善决策方式,加强管理中的民主化和集体化,加强和施工人员的交流,促进人员关系的和谐。加大对施工人员的培训,提高操作的熟练度。由于智能建筑工程一种庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动,手工操作都是其中最为重要的一部分,但是,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训尚不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着很大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。
四、结束语
我国的智能建筑工程发展迅速,并在国民经济增长和人们生活质量的提高中起到了巨大的推动作用,但是,工程管理中存在的问题依然不容忽视,为了完善智能建筑工程的管理体制,促进整个行业管理上的成熟,加强智能建筑建设管理探究,有助于完善智能建筑工程的质量控制和我国工程建设行业的健康快速发展。
参考文献:
中图分类号:TU198 文献标识码:A
一.前言
改革开放以来,我国的智能建筑工程行业取得了快速的发展。智能建筑工程的建设管理是一项很复杂的过程,不仅仅涉及到人员,材料设备的管理,更要综合考虑到整个智能建筑工程施工过程中,工程施工施工环境,施工安全控制,因此,也对工程的管理人员和管理体制提出了更高的要求。经过几十年的发展,我国的智能建筑工程管理在实践中取得了一些完善,但依然存在很多问题,对工程的质量和施工的安全产生了消极影响,因此,加强对智能建筑工程建设管理的探究,对智能建筑工程的健康发展有着十分重要的意义。
二.智能建筑目前存在的主要问题
2.1 智能化建筑设计中存在的问题
目前我国智能化建筑设计中,主要存在的问题是在定位不清晰。大多数设计院不重视或理解不深,只是停留在传统弱电系统层面上,提不出智能化建筑切合实际的明确需求,根本就谈不上全面系统的规划和设计; 其次,整体设计的理念还不强,在设计时只强调自动化与通信技术及相关功能的应用,较多呈现出电子、自动化、通信技术产品及其功能的简单集合与堆砌的设计倾向,在设计智能化建筑时没有一种整体考虑的思想。在整个项目设计过程中,多数项目智能化工程设计往往滞后于建筑设计,在进行施工图设计时,智能化系统设备尚未选型、订货,所以土建设计图纸往往没有照顾到智能系统,或者仅凭过去经验考虑,造成弱电管线预埋遗漏,电缆通道较小或没有等现象。所以设计满足不了现场施工的要求,从而造成了设计方案不合理、施工质量不合格,工程验收不达标,智能建筑不智能的严重后果。
2.2 施工人员综合素质不高且管理不善
管理人员整体素质偏低。在很长的一段时间,我国的工程建设管理人员准入制度不完善,很多管理人员可以靠着关系或者是凭借某一个高层的喜好而进入工程地方管理,由于准入机制的不合理,不严格,很多不懂管理,不知经济,不明财务甚至不懂技术的人员,可以通过各种方式进入工程项目的管理层,管理团队整体素质偏低,管理机构臃肿。对人员的管理缺乏科学性。在施工过程中,分工不明确,权责不清晰,对人员的管理和对工程的管理脱节严重,同时,对工程技术人员的奖惩、任免、选用等主要是由施工单位的人事部门为主,管理也比较随意。
2.3 系统集成商的技术水平与职业道德良莠不齐
在某地区的一次抽查中发现,合格的 BA 系统不足六成; 某地技术监督局 2009 年对 10幢智能大楼布线系统测试结果表明,较好的仅占 20%。系统集成商遗留给物业管理公司的问题,有的可能是致命的。管理公司在管理过程中已受到硬件设备的更新费用和软件技术的提供渠道的双重限制。
三.建筑智能化工程管理技术的应用
3.1 合理的智能建筑设计是智能建筑建设管理的基础
智能建筑设计方案必须以需求分析为首要依据,必须针对建筑的具体要求作出符合该建筑物要求的、不同于其他建筑的方案。设计必须多元化和个性化,不同地域、不同性质、不同规模的建筑不可能有唯一的解决方案。有的设计初期业主以至建筑师基本不考虑或很少考虑智能系统的要求,甚至结构主体已经完工的条件下去考虑建筑物的智能系统要求,如此格局,当然只能引出一系列不合理结果。
因此,建筑师和各专业工程师之间必须紧密配合,才可能创造出完美的智能建筑作品。要求主体设计单位对智能建筑系统的设计总体负责。所谓“总体负责”,其实就是设计总承包的概念。业主、设计、监理、施工等建设各方都应该认识到: 总体设计是整个工程建设的龙头,马虎不得。“以客户需求为依据,按照实际需求进行集成”是一种务实的、正确的智能建筑设计技术思想。作为设计人员,应该认识到: 技术最终是为用户服务的,而不能让用户屈从于技术。一个好的设计应该使用户成为技术的主人而不是技术的奴隶。“为技术而技术”和“技术至上”的观点是错误的,这一点应该成为称职的专业工程师的必要素质。
3.2 加强对智能建筑工程建设的管理,不断提高工程质量
完善智能建筑工程建设标准与规范,加强智能化系统工程管理的重要作用与迫切性,已受到工程界与政府主管部门高度的重视。由于智能化系统在国内隶属于建设、公安、邮电、广电、消防、电业等行业管理,技术涉及自控、通信、计算机、电子、传感器、机械等领域,因而此项工作需要政府主管部门支持与组织,否则不可能具有权威性,同时在工作进度上也没有保证。
笔者认为可以“智能建筑设计标准”为主要框架,梳理出有关智能化系统的设备、施工、验收等工作所必须的标准与规范内容,查对目前国内现行标准与规范是否已满足使用要求。如果不满足,就在近期组织完成相应的修改。如果国内现行标准与规范中某些内容空缺,而近期又无法完成编制或修改,那么在分析研究确认后可将国际通用的成熟、先进的标准与规范先等同或等效地使用,即使如此,也应有权威部门给予正式认可,公布于众。
3.3建立新型的智能建筑工程施工管理思路体系
国内智能建筑工程管理工作非常缺乏智能建筑工程施工管理理论和经验,使得我国难以确立智能建筑工程管理思路体系。建立智能建筑工程施工管理思路体系需要很多专业的施工人员的努力,要求在智能建筑工程管理思路体系建立的过程中必须由具有丰富工作经验的管理人员和资深的建筑学科专家的共同努力。除此之外,还需要积极吸取世界先进的智能建筑工程施工管理措施,学习和借鉴国内外先进的建筑行业施工管理理论和经验,根据中国的建筑行业实际情况来建立一套相应的工程施工管理思路体系。
3.4 改善人员管理方式,提高人员综合素质
提高管理人员的管理水平,改善管理方式。坚持“以人为本”,重视管理。管理人员只有扎扎实实地提高素质,提高管理水平,注重细节管理,用心管理,才能发现细节问题的实质,同时,要改善决策方式,加强管理中的民主化和集体化,加强和施工人员的交流,促进人员关系的和谐。加大对施工人员的培训,提高操作的熟练度。由于智能建筑工程一种庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动,手工操作都是其中最为重要的一部分,但是,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训尚不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着很大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。
四、结束语
智能化建筑是社会经济、信息化技术发展的必然产物,其工程建设既能满足人民群众的生活需要,也需要专业人才管理,总体上对智能化建筑可以概括:政策是基础、设计是龙头、施工是关键、管理是保证。
参考文献:
中图分类号:TP393文献标识码: A 文章编号:
一.前言
本文深刻、生动、形象地阐述了物联网概念的丰富内涵,进一步对物联网加深理解,并深刻分析了物联网技术对智能建筑技术的影响和其在智能化建筑领域的广泛应用,在简要描述我国物联网技术在智能化建筑领域中的应用以及发展形势,阐明了物联网技术在智能化建筑领域中存在着巨大的发展潜力和机遇,表明物联网时代已经来临。
二.物联网(The Internet Of things)
物联网的发展,体现在它是信息化、工业化发展相融合的结果 ;是信息技术以及传感 / 控制技术两种技术相融合的产物 ;是物理基础设施(例如 :光、机电设备)以及 IT基础设施相融合一体的架构。物联网到如今为止,还没有明确的绝对定义,下面是现在流行对物联网的几种具体描述 :
美 国 MIT 的 Kevin Ashton 曾经用“Internetof Things”来描述,物联网就是通过网络把计算机连接到真实传感器网络的世界(1999)。ITU :物联网通常是通过 RFID 及智能计算等科学技术来对进行全世界设备互连的网络(2005)。百度百科 :物联网通常是通过 RFID、红外感应器以及全球定位系统,还有激光扫描器等信息传感设备,按着约定成俗的协议,可以把任何物品跟互联网连接起来,来进行信息交换以及进行通信,以便实现智能化的识别、定位以及跟踪、监控和应用于管理的一种网络。
《物联网产业发展研究》报告(2010.4.8)显示:物联网通常是由能自我标识、感知及智能的物理实体,基于通信技术而相互连接,形成的网络,而且这些物理实体可以在没有人工干预的条件下,来实现协同以及互动,为人们生产和生活,提供智慧及集约的服务 。中国物联网大会(2010.6.29)上说明:凡是以传感器和传感技术来感知物体的特性,按照约定的协议,来实现任何时候的物与物之间、人与人之间的互联互通,以实现智能化识别、定位、跟踪、管理的网络 。
在笔者看来,所谓物联网,顾名思义就是物与物之间,以及人与人的智能互联互通。大家都知道,移动通信网是一种信息传输的网络,是人和人之间的互联,是网络中俗称的“客流”系统 ;互联网却是虚拟的信息共享的网络,是电脑和电脑之间的互联。然而物联网它却是一个能信息感知的网络,又称传感网。传感网是物和物之间的互联,属于网络中的“物流”系统。物联网联接的通常是现实的物理世界,并非是非虚拟的世界。在物联网上,不仅能对物质的东西进行撑控,甚至还能对人的心情发生感受。物联网不仅仅是让你了解大千世界,而且可以让你触摸大千世界,感受大千世界。感知到包括传感器的信号采集以及协同处理还有智能组网,甚至信息服务,可以达到控制以及指挥的目的,感知是为了达到远程控制和管理。从虚拟信息空间和人人互联发展直到对现实物理世界进行感知,为信息传输以及信息处理,提供更为丰富的需求资源,从而掀起一波又一波的新的产业化浪潮。
伴随我们国家“十二五”规划,全国上下以物联网为代表的战略型的新兴产业,逐年发展起来,并且还将成为我国大力扶持以及发展的七大战略性的行业之一。根据权威机构的预测,我们国家将要在未来的十年间,投入大约将近四万亿,在全国范围内大力发展物联网业,其中的智能建筑、办公、家居以及RFID 等产业必将是未来我们国家重点发展的领域。
三.物联网对智能建筑技术的影响
(1)在智能建筑技术领域中,物联网的影响是无处不在的,设备通过传感器联网技术而遍及大部分子系统,这样也可以说,很多子系统已经是处于准物联网形态或者已经是处于物联网形态。例如 :智能家居和建筑设备监控,以及安防、一卡通等系统。对于物联网形态,有三个方面的内容 :具体是传感器联网 、互联网的协议、设备网站。
(2)智能建筑设备传感器联网方式
智能建筑设备传感器联网方式分别是:单 向 / 双 向 ;单 路 / 多 路 以及TCP/IP 网和非 TCP/IP 网以及设备间无直接互动 / 直接互动。现实应用的有一卡通 / 视频监控等。复杂的有智能家居 / 建筑设备监控等等。
(3)智能建筑的物联网形态
智能建筑物联网主要应用于家居网,家居网主要是对家电、安防、窗帘、远传表具进行连接。家居网可以是无线,也可以是通过电力载波,也可以是通过以太网等,绝大部分家居网都不是 TCP/IP 来支持的网络。整个家居里面是由智能家居控制器来对这些设备的进行控制联网。每个家庭里面,通过安装一个智能家居控制器,到小区里就可以通过以太网跟住户进行连接,住户同时也可以反馈自己家里一些情况,可以通过移动通信网、也可以通过以太网来进行连接。
(4)建筑设备监控系统物联网形态
建筑设备监控系统目前常用的包括三层结构 :管理层、控制层以及现场总线。设备通过传感器联网的,其特点是物与物、物与人,多 方随时、实时、面向现场总线。现场总线有 LonWork/BACnet/Modbus 等等非 TCP/IP 来支持协议网络。从而形成连接互联网架构的逻辑设,以及构建设备网站,来实现管理和监控的功能。
(5)云计算与智能建筑
在智能建筑里面,云计算比较多的是被广泛用于建筑群能耗计量以及节能管理系统中,没必要在每个楼宇里面都布置建筑群能耗计量以及节能管理系统,只要通过一个云计算平台,就可以把这些统一起来,就设置成一个总的能耗计量以及节能管理系统。这是因为云计算平台实际上是互联网上一种公共服务,它是直接针对互联网架构,也直接针对物联网架构。智能建筑综合通常是集成、维护以及管理系统。如果对智能建筑的维护管理都通过物联网的话,我们的智能建筑,就取消了每个楼里面设置一套智能建筑维护管理班子,而用一个云架构就能实现统一管理,非常便利快捷。
(6)BIM 与物联网
物联网被广泛地应用于楼宇智能管理、物业管理和建筑物的运行维护方面,将会发挥更大的作用。仅从建筑物外表我们不可能看到许多管线、开关阀门,因为它都是隐蔽在楼板和墙体中,遍布建筑物的各个角落,没有图纸,你要找到某个阀门开关是很不容易的,特别是对一些结构复杂的建筑,而图纸通常都保存在档案馆里,很难查阅,那么我们怎样来实现对楼宇内隐藏物体的即时查找和定位?只有把建筑物进行数字化,构建整个建筑信息模型(BuildingInformation Modeling,BIM),才能实现对其更有效的管理。BIM 是物联网应用中的基础数据模型,也是物联网的核心,象比如 BIM 确是ERP 基础数据一样,物联网应用不能离不开BIM。没有 BIM基础数据模型,物联网的应用就会受到极大的限制,就无法深入楼宇的核心,因为有许多隐藏的构件和物体,通过 BIM 才能展示构件的每一个细节。这种模型是三维可视。
四、结束语
本文从建筑领域探讨了物联网技术对智能建筑技术的影响,并且通过对智能建筑联网中家居网、建筑设备监控系统物联网、云计算、BIM模型在智能建筑领域应用前景分析,对建筑行业及领域具有可靠的现实指导借鉴作用。在近年来,我国建筑领域竞争非常激烈,要想突破瓶颈,立足市场,必须依赖物联网的技术创新,及智能化建筑技术,为开拓建筑市场前景具有现实意义。
参考文献:
[1]刘岚,翟鸿雁,陈宁.基于物联网技术的智慧校园建设方案探讨.科技视界,2012.
[2]杨海英.物联网技术在高校实验室管理中的研究.复旦大学硕士论文,2011( 4) .
科学技术是第一生产力,是推动社会进步的巨大动力。人是从事科学技术的主体,因此当今社会的竞争就是人才的竞争。而人才核心竞争力的培养,主要来源于大学教育。为了适应社会的发展,教育部在上世纪末对大学很多专业都进行了调整,包括建筑环境与设备专业。建筑环境与设备工程专业是根据教育部1998年颁布的全国普通高等学校本科专业目录,将“供热通风与空调工程”和“燃气工程”两专业合并,调整、拓宽组建而成的新专业[1]。该专业以培养从事工业与民用建筑室内环境及建筑设备、公共设施、建筑热能供应系统的设计和建筑自动化与能源管理工作的人才为目标。这次调整,不是简单的合并,而是产生了一个面向21世纪新的专业学科。近年来,该专业如雨后春笋般在全国范围91所各类众多高校中涌现出来,问题也随之凸现。笔者认为有必要进行深入的、切实可行的教学改革。
一、主要凸现的问题
(一)办学思路不清晰
虽然很多学校秉承了“厚基础、宽口径”的办学思想,在教学内容上增加了建筑环境、建筑热能供应以及建筑自动化等方面的知识,并把建筑环境学列为了专业的平台,搭建了新的本科专业的框架体系。但是“厚而宽”不是“大而全”。知识口径的拓宽不是各种知识的堆积和罗列。专业的办学首先要服从于所在大学的办学思路,即学校的定位。一般院校和重点院校不同,创新型大学与研究型大学和综合型大学也不同。如果全国九十一所建筑环境与设备专业的教学体系都参照某一两个名牌大学的教学体系,那么这样的后果是显而易见的:一,专业建设没有或者散失了原有专业的特色;二,专业培养出来的人才也没有特色。
(二)教材建设的质量不容乐观
目前围绕建筑环境与设备专业的教材种类繁多,质量参差不一。教材是教学内容的具体体现,教学体系中的教材应该具有知识的系统性、延续性和完整性。而不是各个知识块之间简单的粘贴或移动的关系。以《暖通空调》为例,集结了原来供热、供燃气及通风空调工程专业的主要专业课:《空气调节》、《工业通风》以及《供热工程》的主要内容。剔出了三门课管网输配的交叉部分,而另设了一门课:《流体输配管网》。但就这两门课程的教材来看,共同的缺点是把原来空调、通风和供热三门课的三个系统简单地归类总结,系统总结有余,阐述不足。使得在具体教学过程中,出现老师觉得不好讲,学生不易接受的情况。
(三)配套的师资队伍结构有待改善
由于建筑环境与设备专业由原来的暖通空调专业或燃气专业演变而来,因此师资基本上是暖通空调或燃气专业的。但是专业的领域已经扩充到建筑室内环境、建筑设备、公用设备和智能建筑等方面。专业的内涵已经由原来的设备或系统扩充到既包括设备、系统,也包括智能建筑。其中的弱势部分是智能建筑。因为智能建筑技术也是一门交叉学科,而大部分搞自动控制的人才是自动化专业、电气工程及其自动化专业或计算机专业的人员。对智能建筑、智能化系统及设备缺乏全面的了解和掌握,缺乏建筑结构、建筑设备、供热空调等方面的专业知识和理解。另一方面,搞设备的人才又缺少对建筑自动化、BAS功能科学要求的理解,缺少有效的上层控制管理逻辑与算法。两方面人才又缺少“接口”,从而制约了智能建筑技术的发展[2]。因此合理搭配师资,在教学安排方面与其它专业知识交叉融合,才能培养出新时代的建筑环境与设备复合型人才。
二、改革的内容
(一)明确办学思路,办出专业特色[3]
明确办学思路是确定专业人才培养目标和教学体系的前提和基础。是以科研人才为主,还是以工程技术人员为主,不仅与专业本身的内涵有关,更重要的是与专业所在大学的性质有关。这样才能形成专业建设和发展的良性竞争。办学思路还与专业特色有着密切联系。专业特色与专业在多年的建设发展过程中的教学和科研历史有关,如有的学校在暖通空调的系统工程方面是强项,而有的学校在制冷空调设备的研究与开发方面是强项。那么在培养人才方面,这些特色就应该很好的继承和发挥,在课程设置和训练中要体现出来。
(二)稳固基础知识,拓宽专业口径
建筑环境与设备专业是一门跨学科的工科专业,学生基础知识应包括数理方面、工程热物理方面、流体机械方面、建筑热物理方面和自动化控制的知识。只有牢固的基础知识, 学生才能深刻地理解专业课程,拓宽本专业的服务领域。当然,正如前面强调的,专业办学的前提是要继承和发扬本专业的特色。这些基础知识本身就是属于很多领域,要与专业在建设和发展过程中的特色结合起来,构造和稳固所必需的专业基础知识。
专业知识的拓宽,是构架新时代建筑环境与设备专业教学体系的重要部分。专业教学体系不仅仅局限于暖通空调,或是供热供燃气,或是把这两方面的课程全部笼统地包括进去,或是把建筑环境、公用设备和智能建筑方面的知识硬塞进去。在专业学时有限的条件下,很有可能会造成各种知识的七拼八凑。因此,要有侧重点地把某些方面作为原本专业特色的延伸和发展,切忌一口吃成一个胖子的思想,盲目地贪大。
(三)编制优秀的教材,配备合理的师资队伍
正如前面所说,由于原有专业教学体系架构的割断和组合,使得最近几年采用的教材在编制上都有这样或那样的问题,因此在教材的建设方面还必需投入更多的精力。而选用合适的优秀教材的基础正是现在的教学体系的完善,必需从根本上理解和制定本专业的教学体系和知识模块。
师资的知识结构要分布合理,除了保留原来专业特色的知识结构以外,还要补充新的知识,如智能建筑和建筑环境方面的知识结构。师资的梯队建设也很重要。教学梯队的形成有利于知识传授的传承和不断更新。每个专业知识模块,也就是我们所说的课群下面,形成以教授为龙头,教授副教授主讲,青年教师为重要组成的教学梯队。
三、我校建筑环境与设备专业教学体系改革的几点思路
中南大学建筑环境与设备工程专业主要源于长沙铁道学院的制冷空调学科。长沙铁道学院从上世纪70年代起,就开展了制冷空调及冷藏运输方面的研究工作, 1985年在机车车辆系成立制冷空调教研室,并开始招收制冷空调专业专科学生; 1989年开始招收供热通风与空调专业本科学生; 1998年根据教育部文件调整为建筑环境与设备专业。因此,在二十多年的建设中,形成了制冷与暖调、系统与设备并重的特色。我专业在调整后修订了教学计划,增加了供燃气、建筑环境和建筑自动化方面的知识模块,保留了原来的制冷方面的知识模块,包括有制冷原理、制冷压缩机和铁路车辆制冷、制冷装置自动化等课程。 转贴于
目前已拟定完2008级新的教学体系和教学计划,主要的思路有如下几点。
(一)明确办学思路,与学校的定位一致。
我专业隶属于以本科生、研究生教育为主的高层次综合性大学——中南大学,学校的定位是立足湖南,面向全国,放眼世界,努力建设国内一流、国际上有重要影响的高水平、综合性、研究型、创新型大学[4]。因此,我专业的办学思路是以创新素质教育为核心,坚持全面发展的人才培养标准,面向社会主义市场经济的人才需求,培养出具有实践能力、创新能力,既懂技术又懂管理的复合型人才。
(二)继承和发扬专业特色,整合知识架构。
充分利用能源知识的平台。从2008年开始本专业与同属能源科学与工程学院的热能专业进行能源与动力大类招生,使学生在低年级的时候的基础知识面广,起到“厚基础、宽口径”的作用。
继续保留专业的特色之一:制冷模块。从毕业生就业的反馈来看,用人单位对既懂制冷,又懂暖通,既了解系统,又了解设备的人才非常欢迎。
加强暖通和建筑环境的优势。把空调、供热、通风和建筑环境的节能、环保、热舒适与空气品质结合起来,也是当前时展的需求。
减弱供燃气和燃烧模块。从本系教师多年从事的科研工作来看,燃气和燃烧模块并没有形成特色,因此可以适当减少其份额,作为选修课程开设。
加强智能建筑模块。智能建筑是楼宇发展的重要方向。本系在制冷和空调系统的自动化控制方面有着多年的研究和实 践经验。可以在此基础上进一步扩充相关领域的知识内容。
(四)加强实践环节,培养创新人才
实践环节包括实习、课程设计和毕业设计。实践环节应受到更多的重视。既保证实践环节的“量”,又要保证实践环节的“质”。即:实践环节的课时量必需严格保证,同时要求学生在实践环节动手、动脑,培养其综合运用所学知识和创新能力。
毕业设计从选题开始抓起,选题来源于教师的科研课题或工程实际,具有很强的实际意义和理论研究价值,有利于培养学生的综合能力。
严格把握好实践环节的考核。本系在近两年所有的专业实践环节考核中都涵盖有答辩部分的考核,既锻炼了学生的胆量、自信和表达能力,又能很客观地反映实际的情况。
参考文献
[1]肖勇全,李岱森.建筑环境与设备工程专业[J].高等建筑教育,2002, (2).
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2012)-06-00-02
我校是辽宁省唯一的一所建筑类院校,是全国高校最早开展智能建筑教学与科研的单位之一。根据建筑类院校特点和社会发展需求,制定了自动化专业人才培养目标、进行专业定位。以专业建设为重点,以精品课建设为先导,深化教学改革,更新教学内容、完善教学方法与手段、强化实践教学环节,培养综合素质高具有智能建筑技术特色的应用创新型人才。2000年国家建设部将国家住宅工程技术研究中心沈阳中试基地设在我校,控制理论与控制工程学科被建设部评为首批重点学科,智能建筑与系统实验中心被评为建设部首批重点实验室。强化自动化专业建设,在人才培养体系、实践教学、课程建设、教材建设等方面取得了显著成绩,被评为辽宁省特色专业。
一、优化教学体系培养特色的人才
以人才智能建筑特色人才培养为目标,建设具有建筑特色的自动化专业培养体系,形成有特色的人才培养模式。构建了基础层、提高层和综合层的教学平台,强调教学活动与研究性自主学习和课外创新活动的有机结合,以实践教学与理论教学相结合为切入点,强化对学生个性培养,优化了自动化专业教学体系,完善专业人才培养机制,主要有以下特点:
(一)充分体现智能建筑技术专业特色
根据智能建筑技术发展需求,优化了专业课程体系,设置了专业特色课程模块,主要包括:控制理论模块、建筑电气模块、建筑智能化模块等,这些特色课程包含了智能建筑技术的主要内容,形成了完善的具有特色的专业人才培养课程体系和特色的人才培养模式。
(二)课程体系体现了多技术的融合
智能建筑技术是多技术多学科交叉综合技术,在课程体系设置中,将多技术、多学科有机地结合,将自动化技术、信息技术、通信技术、网络技术与智能建筑技术有机结合,形成了系统、科学、合理、有机结合。
(三)重视科技实践
通过校内外实习基地实习、大学生科技创新活动、校外专家讲学、学生参与教师科研等多样化的实践教学活动,提高了学生实践技能力,将学生科技实践作为学生的必修课程,通过科技实践,将理论和实践有机结合,提高了学生科技实践能力和创新能力,提高了人才培养质量。
二、优化课程设置强调学生的个性化发展
建筑类院校的自动化专业是控制技术、信息技术、通信技术与智能建筑技术的有机结构。知识结构为:电气技术+信息技术+智能建筑技术。该专业培养的人才不仅需要具有强电+弱电知识,更重要的掌握信息和智能建筑技术方面的知识。根据专业学习特点,认真研究专业课程设置,完善、优化了专业课程体系,突出了专业特色,增加了网络与综合布线、楼宇自动化、建筑机器人、智能建筑技术概论等反映本专业的特色课程。增加选修课的比例,充分体现培养专业学生的个性。
采用多种形式强化学生个性发展:开放实验室,提供了大量选做实验,也可以学生自拟题目进行相关的实验,满足不同层次学生的需求;在一些专业课程中让学生撰写论文,拓展学生的知识面,有利于学生个性发展。
三、强化实践环节重视学生创新能力和实践能力培养
根据创新型人才的培养目标要求,制订科学、合理实践教学培养方案。实现多样化的实践教学活动的有机结合,其主要特点是:
(一)构建完善的实践教学体系结构
构建了完善的实践教学体系结构,主要包括:课程实验、课程设计、课程实习、毕业实习、毕业设计、社会实践、科技实践、社会实践等,形成系统、科学、完善的实践教学体系,同时在专业基础实验和专业实验的课程内容上从整体上考虑内容的完整性和系统性,使实验内容更好衔接建立分阶段、多层次、模块化、开放型、教学模式,有利于培养学生实践能力、创新意识和综合素质。
(二)采用多样化的实践教学模式
通过校内外实习基地实习、大学生科技创新活动、校外专家讲学、学生参与教师科研等多样化的实践教学活动,提高了学生实践技能力,为学生毕业以后走上工作岗位,尽快适应职业需要打下坚实的基础。
(三)更新实践教学内容
修订了实验教学计划和实验教学大纲,对实验内容进行了调整,增设了智能建筑技术实验和课程设计内容,在专业实验课中,加大了综合性、设计性实验的比例。
规范课程实习、课程设计、毕业设计等实践环节,在课程设计、毕业设计中,强化学生的设计能力、实践能力的培养,到设计院、企业等部门,结合工程实际,收到良好的效果。
多年的实践表明,学生的实践能力得到进一步加强,毕业生受到社会欢迎,就业率在辽宁省名列前茅。
四、加强实践教学建设提高实践教学效果
(一)加强实验室硬件建设提供良好的实验环境
学校现有建设部重点实验室智能建筑与系统实(下转第20页)(上接第18页)验中心,信息与控制工程实验中心、国家住宅工程技术研究中心沈阳中试基地、智能建筑技术研究所、大学生创新基地等,还有10个校外实习基地。智能建筑与系统实验中心设有:建筑供配电实验室、楼宇自动化实验室、家居智能化实验室、智能建筑设备控制实验室等,实验室设备先进。
智能建筑与系统实验中心是建筑智能化教育的综合实训基地,多次接待了国内外同行专家的考察指导,受到高度评价。通过多年实践,本中心实验教学系统密切结合工程实际,实现了体现学科特点和实际工程的多模块化实验教学仿真平台。学生在该系统中不仅可以完成设计性、综合性、还可以通过该系统进行科研及创新性实验,有效地培养学生的创造能力。
建立学院大学生科技创新基地,对学生开放,有组织有计划地开展科技活动。
建立校外设有实习基地,与东北建筑设计院、辽宁省建筑设计院、中科院自动化研究所、沈阳电梯厂等单位建立长期稳定的合作关系,良好的实践教学的条件为学生提供了实践教学和科研环境。
(二)实验教学与科研、工程和社会应用实践结合
中图分类号:F407文献标识码: A
一、建筑智能化电气工程管理
现今,人们对居住环境、生活智能化的要求越来越高,对生活品味的追求日渐提升,从居民对建筑物标准的要求上即可看出,现在的人们对建筑中智能化管理的需求越来越强烈,因此这就为建筑智能化电气工程管理的应用提供了广阔的空间,越来越多与智能化电气工程相关的新技术应用于现代建筑中。建筑智能化电气工程的施工主要步骤如下:①对整套配电柜和其调控设施进行安装;②对架上电缆以及电缆桥架进行安装;③对架空线路以及上步装置的智能化电气设备进行安装;④对变压器进行安装;⑤对配电以及动力装置进行安装;⑥对柴油发电机组进行安装;⑦对持续电源进行安装;⑧对低压电动机进行安装;⑨对电加热器以及电动执行部分进行安装并接通其线路;{10}[10以后的符号跟之前的不一致。]对以上安装的智能化电气动力装置进行调试运转;{11}对开关插座等装置进行安装;{12}对接地设备进行安装;{13}对裸母线、非开环母线等母线进行安装;{14}对电缆线路进行铺设并且对电缆头进行安置制造;{15}对导管、线槽、穿管进行铺设;{16}给槽板、钢索配线;{17}对线路的安全性能进行测试;{18}对照明设备进行安装;{19}对照明设备进行调试运行;{20}对避雷设备进行安装;{21}对接闪器以及定位点进行安装,对环境的变化及使用功能的变化具有感知能力。如:感知建筑物内外温度的变化,监视建筑物内人员流动及大门的启闭等。传递、处理感知到的信号及信息,对其进行分析和判断。如:把传感器获得的有关温度变化的信息传递到控制中心,分析建筑物内温度的变化,与系统温度设定值进行比较,判断变化趋势;{22}验收工程,及时修改调整。
二、建筑智能化系统工程的应用现状
1、智能化建筑概念
在当今的建筑智能化电气工程管理中,人们对高科技的需求越来越强烈,因此,新技术的应用日渐增多,智能化管理技术就是其中应用较为广泛的一种。智能化技术又可以成为“人工智能技术”,它是计算机技术的一个组成部分,是将“GPS定位技术”、“精密传感技术”以及“计算机技术”集中于一体的综合技术。“人工智能”这个词语最早是在1952年提出来的,主要是由智能控制系统、处理语言系统、专家系统、识别图像系统以及识别语言系统等组成。智能化技术诞生至今,在控制领域的应用最为广泛。
智能化技术在建筑智能化中的应用,主要有自动控制技术、通信技术、网络技术和数据技术几个方面,智能建筑主要由三个部分组成,楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统。近年来,随着科技的飞速发展,智能化技术在生活中的应用也逐渐增多,其发展也日新月异,研究者们根据实际生活的需要,综合自动化、仿生学、语言学等多种学科的知识,加入更加实用的功能,在中国兴建的大型建筑将占全球一半,而现代大型建筑的主流是智能化大厦,因此智能化大厦的弱电系统研究及实施,成为自动化控制领域里的一个重要分支,将现代大厦建设成具有国际先进水平的智能大厦,并保有今后进一步的扩展性。
2、智能化建筑发展现状
由于我国的智能化建筑发展起步较晚,目前还处于起步阶段,因此在发展过程中还存在很多缺点和尚待完善之处。首先,我国建筑智能化发展的水平低。建筑的智能化系统功能短缺,导致有些工程无法如期完成,从而拖延了建筑整体的完成,难以保证效率;另外,国内一些厂家生产电子产品的质量较差,故障率很高,而国外进口产品价格偏高,给日常生活带来极大的不便,使智能建筑并不为一些业主青睐。其次,我国智能化发展十分迅速。从1990年开始,智能化工程已经成为我国建筑工程十分重要的一部分。在十多年的探索和积累中,我国的智能建筑已经大有普及之势,实际应用水平也有了很大的提高。另一方面,社会需求量明显增大。进入信息时代以后,人们的脑力劳动急剧增加。对舒适宜人的生活环境、方便快捷的办公场所以及人性化的建筑设计理念的需求都将智能建筑推向了一个新的高度。同时,“五位一体”的新型经济发展模式要求,国家节能减排力度的不断加强,也将为智能建筑带来新的发展契机。
三、建筑智能化工程管理技术的应用问题
1、建筑智能化工程存在的问题
尽管建筑智能化工程在今年来已取得了较快的发展,在各个方面都取得了骄人的成绩,但是由于其发展历程短等方面的原因,我国建筑智能化还存在一些问题有待我们去解决。具体而言,主要包括以下几个方面:第一,缺少系统规划理念。由于建设单位对智能化系统的理解深度还不够,因此,常常片面地提出一些不切实际的要求,而承包单位对以需求为主导规划理念的缺乏,管理部门专业技术人员的缺少,造成经常是外行管内行,最后导致仅仅简单以技术系统的数量堆砌为衡量建筑智能化的标准,进而使整个工程的有效性降低。第二,设计院设计过程脱节。建筑智能化系统工程的设计单位主要是建筑设计院和系统集成商。无论是设计院还是集成商,在从事智能化系统工程中均存在各自的弱点;设计者的知识更新、知识储备、实践经验等方面与快速发展的工程建设要求不相互匹配,设计人员不熟悉当期主流产品的技术性能、技术要求,进而造成建筑工程的具体实施过程和设计院的规划出现不一致现象,以致由于设计问题影响到工程质量。
2、加强对建筑智能化工程的管理,促进智能化行业健康发展
首先,高素质人才的缺乏依然是目前行业的重大问题。因此,有必要加大力度培养一批技术水平过硬的专业科研人员,在技术开发,科研设计等方面深入探讨,在现有理论研究的基础之上,组织更多由多方参与的研讨会,听取包括建筑商,施工单位,业主,集成商等众多意见,共同磋商行业发展的方向和出现的问题。建立行业专项研究基金和奖励基金,不断推动科研水平的提升,以此促进整个行业的发展。其次,在系统分析阶段,首先要定义清楚用户所需的智能化系统,在系统规划设计阶段,为用户做出详细的系统规划书,并在详细设计阶段做好技术设计与施工组织设计。协调好各部门之间的设计和职责问题,合理安排布置,统筹兼顾,有的放矢。在具体实施中,纠正总体设计中的问题,进行优化设计。再次,施工中要严格按照施工工序,合理设置质量控制点,控制工序活动质量,检查工序活动的结果,掌握质量动态,完善施工检查与验收过程。抓好施工现场的项目管理,做到施工有序进行。加强后期服务维修工作的力度,对维修人员和使用人员进行专门业务培训,采用竞争上,对技术不过关人员进行淘汰,为智能建筑赢得良好的口碑。
结束语
近年来,我国建筑工程的发展非常迅速,与此相关的施工管理技术也日渐提高。人们随着生活水平的进步,对生活的智能化、居住环境的便利性提出了新的更高要求。智能化电气工程是建筑工程中比较重要的一种施工项目,与智能化电气相关的装置、设备等的建设工程管理都属于此类。建筑智能化电气工程施工管理的好坏关系着整个建筑是否能正常完工使用。随着高科技逐渐引入建筑工程中,智能化技术在其中使用的越来越广泛。智能化管理技术是将GPS定位技术、计算机技术以及精密传感技术集中一体应用的高科技综合技术。智能化技术的引用,不仅可以减少建筑智能化电气工程中的人力成本,而且这种技术也显著提高了操作的准确度和工作效率,缩短了工程所需的周期,并且也便于工程完工后对其进行监督检测。
参考文献
作者简介:魏立明(1974-),男,吉林省吉林市人,吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,教授;韩成浩(1972-),男,朝鲜族,吉林延吉人,吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,教授。(吉林 长春 130118)
基金项目:本文系吉林省教育科学“十二五”规划课题(课题编号:GH12181)、2012年吉林建筑工程学院教学质量与建设工程项目的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0007-02
近年来,信息技术的迅猛发展给普通高等院校电气工程及其自动化专业带来了较多良好的发展机会,因此,如何对电气工程及其自动化专业人才进行培养成为各高校的重要任务之一。如何构建新的培养模式,优化相应的人才培养方案,制订良好的教学体系,培养具有创新能力和工程能力的电气工程及其自动化专业高级应用型人才成为应用型工科院校所面临的任务之一。吉林建筑工程学院是吉林省建筑类普通高等本科院校,属于二本院校,其办学理念是培养“理论基础坚实、实践能力扎实、思想作风朴实”、具有创新精神和创造意识的高级应用型专门人才。吉林建筑工程学院电气工程及其自动化专业的培养目标是使学生能够从事建筑电气领域内的相关设计工作、施工工作、运行与管理工作,并且把他们培养成为应用型高级技术人才。根据吉林省经济发展的需求和建筑行业的特点,加快电气工程及其自动化专业应用型人才的培养成为电气与电子信息工程学院实现飞速发展的有效渠道。为此,电气与电子信息工程学院在优化培养方案、加强教学质量工程建设、构建应用型实践教学体系等方面进行了有益的尝试和探索。
一、优化人才培养方案
地方应用型本科院校的办学定位应首先强调应用性,所以既不能延续普通本科传统的教学模式,也不能削弱相关基础理论的教学,而是应该两个方面同时发展。特别是应该加强学生工程应用能力的训练和培养,把相关课程中的应用环节(例如:实验、课程设计、实习等)充分融入到教学过程之中,以便提高学生的动手能力和应用能力。应用型本科院校在教学环节中应突出实践应用与理论教学的相互渗透,坚持工程实践与科学教育并重的原则,逐步建立合理的符合应用型本科人才培养的课程体系。这样做的目的主要有两个:一是给学生打下较扎实的基本理论基础;二是让学生在大学期间参加相关专业工程的基本训练,使学生具备建筑电气方面的专业技能、提高学生在认知过程中发现问题、分析问题和解决实际工程问题的能力。
因此,吉林建筑工程学院组织电气工程教研室教师进行了广泛调研,主要通过座谈会和实地访问等多种形式。通过调研了解用人单位对学校所培养的人才的需求和要求。同时向沈阳建筑大学、北京建筑工程学院等有关其他院校进行调研,获得其人才培养方案。学院还定期组织召开电气学院校友会,了解往届毕业生在工作中对大学期间所学知识、技能和能力要求的反馈。学院派教研室主任和骨干教师参加电气工程及其自动化专业的指导委员会会议,了解该专业最近动向,广泛听取设计院和施工企业中的专家、企业负责人的意见及建议。在上述调研的基础上,优化原有的电气工程及其自动化专业的培养方案,形成自身的特色。该方案应以夯实基础、开拓专业知识面、重视应用能力为主要原则,切实加强对学生工程能力的培养。
电气与电子信息工程学院对电气工程及其自动化专业的课程设置进行了优化,主要体现工程实践教育,删除课程之间重复的内容,构建了注重建筑特色的电气工程及其自动化专业人才培养方案。电气工程及其自动化专业课程体系的整合应依据吉林建筑工程学院的办学定位,主动汲取建筑设计院、建筑施工企业等相关单位的意见,合理确定专业课程的学时以及实践教学在整个课程体系中的比例。整合后的电气工程及其自动化专业的课程体系平台由“专业基础课程模块+专业课程模块”构成。该平台体现了课程的应用型人才培养。其中“专业基础课程模块”包括注册电气工程师资格考试应必备的理论基础,其中有模拟电子技术、电路原理、电机与拖动、电气控制技术、数字电子技术等课程。“专业课程模块”课程的设置应体现建筑行业的特点。我院设置了建筑电气技术措施、供配电技术、建筑照明、消防与安防系统、建筑电气施工与概预算等课程。每一模块含有理论教学、实验教学和课程设计三个内容。上述课程的设置使电气工程及其自动化专业符合建筑行业的特点和要求,使得学生在就业时更加明确自己的定位方向。同时课程体系平台还可以根据就业方向进行相关选修课程的设置,以满足工程应用性要求,例如设置综合布线、楼宇智能化技术、嵌入式系统等课程。
二、加强电气工程及其自动化专业教学质量工程建设
1.课程建设与教材建设
在优化专业课程、强调应用能力的课程建设原则指导下,应用型人才培养所需要的课程建设包括相关课程内容、教学方法改革、教学手段促进等方面的建设。我院电气工程及其自动化专业的所开课程中电气控制技术和数字电子技术被评为校级优秀课,单片机原理与应用被评为校级精品课,自动控制原理以及消防与安防系统两门课程被评为省级优秀课,电路原理被评为省级精品课。在进行课程建设的同时,电气与电子信息工程学院也非常重视电气工程及其自动化专业课程的教材建设。教材建设应该体现电气工程及其自动化专业教学成果,要积极推进纸质教材、电子教案、教学参考书以及教学课件四位一体化的教材建设,选用智能建筑专业指导委员会推荐的高质量教材,同时结合本学院课程撰写相关建筑电气教材。
2.教学管理制度的完善
规范有序的教学管理制度是提高学院的教学质量、推动学院教学改革的重要保证措施。为保证电气工程及其自动化人才培养方案的全面落实,电气学院充分发挥领导和学院教师的力量,建立起包括毕业设计(论文)规定和实习要求等相关教学管理的规章制度,对教师和教学管理人员的工作进行了具体规定,提出了明确要求,从制度上保证了电气工程及其自动化专业人才培养的质量。学院成立了由学院领导、教研室主任和实验室主任组成的二级教学督导组。督导组成员通过平时听课、 课下与教师、学生交流等形式了解教师教学状态以及学生的学习状态,在一定程度上促进了学院教师教学水平的提高,并且为学院进行教学二级化管理提供了相关的依据。
按照电气与电子信息工程学院教学质量评估实施规定,每学期由每一年级的辅导员组织各班学生对每一位专业任课教师的教学情况进行评估,根据学生所反映出的问题制订相应的整改措施,以促进教学质量的提高。针对毕业设计(论文)的应用环节,学院结合电气工程及其自动化专业特点,制订了相应的毕业设计(论文)工作流程和考核办法。该办法规范了毕业设计指导过程中存在的问题,保证学生毕业设计(论文)质量的有效性。
3.采取多种教学形式,提高课堂质量
在教学形式上,改革传统的“以老师讲解为主”的教学形式,实行“老师教与学生学互动”以及“学生之间互动”的教学模式,建立起以培养学生实践应用能力为主的教学方式。具体措施有:将老师的科研项目带入课堂,拓宽学生的知识面;学习优秀的学生在课后充当其他学生的“老师”;让学生讨论某一教学内容,采用分组讨论的形式。每一位老师将自己的科研项目引入课堂,将本专业的前沿知识引入课堂中,引导学生学习相应的知识点,同时讲授该课程知识点在科研项目中是如何应用的。优秀学生当“老师”就是拿出一部分较容易的教学内容让学生自己讲,提高学生学习的主动性和积极性。学生分组讨论就是在每一堂课中留出部分时间组织学生讨论,每一小组发表自己的观点,使学生在讨论中增强对知识点的理解,培养学生分析问题和逻辑思维能力。与此同时,教师应该充分利用计算机网络资源,搭建学生与教师沟通的新平台。具体措施包括建立相关专业课程QQ群、构建课程教学资源网站等。
三、构建以工程能力训练为特色的实践教学体系
电气与电子信息工程学院所构建的实践教学体系主要以工程能力训练为主要特色。这其中包括编写实践教学计划、实纲和、专业教材时将本专业的的技术实用性及时反映出来。在制订课程教学计划时,应该明确规定所有实践教学环节的目标和任务,并且按照每一个实践项目分批次规定教学内容、教学要求和考核办法等。以往的实验教学中主要以验证型实验为主,现在变为以设计型和综合型实验为主导。同时在实验考核要求上改变以往的考核方法,取而代之的是以每位学生实际操作能力、实验数据的分析能力以及实验过程中解决实验疑难问题的能力的综合考核方式。对于专业基础课实验考核(例如:电路原理、模拟电子技术等课程),应该在做实验的时候一人一组进行考核。考核时应该根据教师所提的要求单独设计相关实验方案,在规定时间内独立完成实验,获得正确的实验结果并且对实验结果误差进行分析。实践证明,上述做法对于提高学生的动手能力和创新能力是非常有效的。
我院拥有吉林省高等学校智能建筑系统集成与节能控制重点实验室和吉林省科技厅建筑电气综合节能重点实验室,上述两个实验室为电气工程及其自动化专业本科生提供实践训练的场所。我院建立了较完善的大学生课外科技活动制度,举办了全国大学生智能建筑实践技能竞赛(北方赛区),从2004年至今连续举办了九届校内大学生电子设计竞赛。这些活动丰富了学生的课外科技活动,也充分调动了学生学习的积极性。电气工程及其自动化专业的学生在所参加的各种课外科技活动中取得了优异的成绩,例如2010年参加吉林省大学生电子设计竞赛获得一等奖2项、二等奖3项、三等奖5项的好成绩,2010年参加全国大学生智能建筑实践技能大赛获一等奖。
四、结语
本文详细阐述了地方院校在电气工程及其自动化专业应用型人才培养方面的经验和做法。具体通过优化人才培养方案、加强专业教学质量工程建设、构建培养学生应用能力的实践教学体系等方面进行相应的改革与尝试。同时,根据吉林建筑工程学院人才培养目标提出了电气工程及其自动化专业人才培养中体现建筑行业发展和要求的新思路。
参考文献:
[1]陈小虎,刘化君,朱晓春,等.电气信息与电子信息类应用型人才培养体系的创新与实践[J].中国大学教学,2006,(4):55-56.
Abstract: The construction, ecological construction of green building or sustainable development will become the mainstream in twenty-first Century, building design. Promoting green building design must depend on the whole social ecological awareness, driven by market mechanism, by government policies and regulations and guidance, but the architect of the prophet is the key.
Key words: green building; ecological consciousness; operation mode
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
绿色建筑,或称可持续发展的建筑、生态建筑等,虽然提法不同,基本内涵是相同的,对其将成为21 世纪建筑设计主流的认识也是趋同的。但是,要成为建筑师的行动,不仅涉及社会上的方方面面,同时还要解决很多认识上的、技术上的,以及建设体制和政策上的问题。本文拟就此谈些想法,以期进一步引起建
筑师与社会各方面的重视和讨论。
一、绿色建筑的发展是实现建筑可持续发展战略的关键
尽管可持续发展已经成为大家的共识,但其原则在建筑设计中的体现从内容到方法还缺少一致的认识,在实施上的差距就更大。可持续发展是在人类发展与环境、资源的尖锐矛盾中提出的。对可持续发展,不能仅用几个环境指标来表示,要看到它是在生态系统规律上提出来的一种发展模式,要求在发展中注意资源的可续利用和不给环境造成不可恢复的破坏,因此它是一种新的生态价值观,也已逐步地成为规范我们社会行为的重要指导原则。
建筑对环境和资源的影响不仅涉及面广,而且极其深刻,特别是对于我国高速发展的城市来讲,更是影响巨大。比如近几年北京地区每年建筑开复工面积就达到近亿平方米,每年竣工2000多万平方米,这种高密度和高强度的建设活动使城市生态景观快速发生变化,城市生态系统和外部环境进行着大量物质与能量的交换,仅就建材而言,我国钢、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、砖、砂、石几项生产耗能达1.6亿多吨标准煤,占全国能源生产的13%左右。我国新型墙体材料的产量虽然增加很快,但实心粘土砖仍然占80%以上,不仅年耗煤达5000多万吨,而且是每年要毁掉10多万亩土地资源,还要向环境排放大量的有害气体和温室气体。
一个建筑体系,是否可称为绿色建筑体系,其界定的原则,不在于它是否应用了某种绿色设计的技术方法,而是要从以下两个观点考虑它是否贯彻了可持续发展的原则:一是要从建筑全寿命周期过程中,对环境和资源影响的考虑;另一个就是要从建筑材料及使用功能,对室内、室外,对局地、区域及至全球环境和资源影响的考虑。只有在这两方面达到一定标准的建筑体系(这个标准应是建立在当前技术经济水平下的认识),才能做到节约能源、资源,无害化、无污染和可循环。因此,绿色建筑体系是符合生态调控规律的建筑体系。
二、绿色建筑设计与繁荣建筑创作
对于绿色建筑设计的技术方法分类众说纷纭,1993年6月国际建协在芝加哥会议上通过的《芝加哥宣言》,对可持续的建筑设计提出了六方面的观点:即节约能源、设计结合气候、材料与能源的循环利用、尊重用户、尊重基地环境和整体的设计观,并没有提出某项确切的技术支撑。其实这也正反映出绿色建筑设计技术方法应该是多种多样的,凡是以绿色建筑体系为设计目标的技术手法都应包括在其内。从可持续发展理论和建筑师多年实践出发,建筑创作与绿色设计的技术选择,应该从以下两个基本原则出发:
一是强调因地制宜, 积极适应建筑立地的环境条件,也包括保持城市的传统与文脉。在项目的规划与总图设计阶段,选址和保护周围环境是绿色设计的主要内容,同时还要注意对当地历史和人们的传统生活方式的讨论。在城市规划阶段,生态控制论的技术方法可以有效地提高规划的质量。在设计阶段,无论是生物
气候设计,还是生物气候缓冲层的设计策略,都强调应用被动设计的方法,用以解决建筑节能和建筑通风。已有研究文章系统的说明了这种被动式设计方法,包括一些仿生建筑的设计,极大地影响着建筑的形态,比如建筑的朝向、几何形状、护的材料与色彩等。当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑材料和太阳能、风能等资源的利用。
二是强调“整体设计”思想,强调建筑的全寿命周期设计方法,单独的某一项技术不能称之为实施了绿色设计。1999 年国际建协20届大会通过的北京中指出:“建筑单体及其环境历经一个规划、建设、维修、保护、整治、更新的过程。建设环境的寿命周期恒长持久,因而更依赖建筑师的远见卓识。将建筑循环过程的各个阶段统筹规划。”这里给出了整体设计的概念,就是从全球环境与资源出发,应用经济可行的各种技术和建筑材料,构筑一个从建筑全寿命周期的绿色建筑体系。
如何在设计之中应用高技术和优质的材料,就要应用寿命周期评价方法予以权衡,进行技术选择。现在欧美应用的高技术绿色设计方法往往和智能建筑设计相结合。按欧洲智能集团对智能建筑的理解是:使其用户发挥最高效率,低保养成本和最有效地管理其建筑本身的资源。这和绿色设计的理念是一致的。智能建筑的系统集成方法在改善建筑能源和室内环境的设计中,往往采用主动式设计方法,尽管要花费较大的成本,但从建筑全寿命周期的评估,经济上还是可行的。当然,很多常规技术依然是大量被使用,而且是行之有效的。
建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面,包括建筑材料和设备制造,材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗,这些将是建筑材料的取舍依据。
谈到建筑创作,建筑界的讨论往往只热衷于建筑形式、哲学、文化与美学的法则,却很少涉及建筑科学和技术问题。建筑技术与建筑艺术创作绝非孤立存在,现代建筑最大的发展就是现代科学思维在设计中的融入和新材料、新技术在建筑中的引入。而绿色建筑设计对建筑设计的思维又是一个革命性的变化,体现生态的美学价值。绿色设计要求建筑的形式和功能的自然亲合,特别是一些高技术的引入,又能够使人们体验充满智力的感受。
三、推动绿色建筑发展的若干思考
1.全社会的生态意识教育与提倡和宣传绿色消费的生活方式
首先是加强对建筑师的可持续发展的生态意识教育,建筑师的创作不能脱离时代和当前的社会的认识水平,否则就不会被接受。但是,建筑师要有引导建筑进步的责任。20届国际建协对建筑教育的讨论指出,过去学校的建筑教育,对引导学生在建筑物的体型设计方面倾注极大的精力,现在,应更加关心历史、社会人文和生态环境。对于执业的建筑师,我国已经建立了建筑师的注册制度,对于继续教育也有了明确的规定,2002年已经将《建筑设计的生态策略》作为继续教育的必修课程,开始得到应有的重视。
其次是要在全社会普及生态教育,提倡绿色消费。所谓绿色消费方式,就是从可持续发展的原则出发,在居住、出行、娱乐休憩中废弃追求奢侈豪华,提倡节能、节省资源和减少对环境污染的生活方式。只有全社会接受并追求绿色建筑体系,才能驱动建筑市场的需求,才能使市场各方主体去营建绿色建筑,推动建
筑业的可持续发展。
2.改革建筑工程运作模式,加强建筑师对工程全过程的控制
在当前国内建设体制下,开发商把一个建设工程分段发包给勘察、设计、施工、监理单位,包括建筑材料和设备的采购,也基本上是开发商说了算。在现行体制下,建筑师的权利极为有限,加上设计招投标运作的不规范,建筑师往往能按照投资商的想法追求建筑的造型和画施工图,谈不上对工程全过程的控制。所以给建筑师的创作空间和控制工程质量的权利已经是急需解决的问题。一个典型例子就是清华大学和美国麻省理工学院合作进行生态住宅小区的设计与建设研究,找了北京两家大的房地产开发公司,历时4 年,设计付出很大,但是开发商以种种理由,一个实际工程都没得到落实。原因就是开发商急功近利,经济不合算而不去为之,建筑师则无能为力。
因此,在立项时就应该有绿色建筑的创意要求,同时扩充现行环境影响评价的内容,按照绿色建筑体系的要求进行可行性研究。建筑设计单位服务的领域要积极进行延伸,按照国际通行的咨询(FIDIC)服务的模式来运作,服务的对象应该包括业主、承包商、金融机构等,实施各种项目总承包的方式为建设工程提供建设全过程的服务。根据我国设计体制下人力资源及实际承接任务的现状,当前有实力的民用建筑设计单位应该在改革中积极向此方向发展,特别是要注意培养和吸纳这方面的人才,进行以工程项目管理服务(PM)或工程项目管理(PMC)方式为主的各种形式的工程总承包,发挥建筑师对工程的控制作用,这将会有力地推动绿色建筑的实施。
总之,推动绿色建筑设计要依靠全社会生态意识的提高,依靠市场机制的驱动,靠政府政策法规的规范与诱导,但建筑师的先觉无疑是重要的关键。
中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:
绿色建筑,或称可持续发展的建筑、生态建筑等,虽然提法不同,基本内涵是相同的,对其将成为21 世纪建筑设计主流的认识也是趋同的。但是,要成为建筑师的行动,不仅涉
及社会上的方方面面,同时还要解决很多认识上的、技术上的,以及建设体制和政策上的问
题。本文拟就此谈些想法,以期进一步引起建筑师与社会各方面的重视和讨论。
一、绿色建筑的发展是实现建筑可持续发展战略的关键
尽管可持续发展已经成为大家的共识,但其原则在建筑设计中的体现从内容到方法还缺少一致的认识,在实施上的差距就更大。可持续发展是在人类发展与环境、资源的尖锐矛盾
中提出的。对可持续发展,不能仅用几个环境指标来表示,要看到它是在生态系统规律上提
出来的一种发展模式,要求在发展中注意资源的可续利用和不给环境造成不可恢复的破坏,
因此它是一种新的生态价值观,也已逐步地成为规范我们社会行为的重要指导原则。建筑对环境和资源的影响不仅涉及面广,而且极其深刻,特别是对于我国高速发展的城市来讲,更是影响巨大。比如近几年北京地区每年建筑开复工面积就达到近亿平方米,每年竣工2000 多万平方米,这种高密度和高强度的建设活动,使城市生态景观快速发生变化,城市生态系统和外部环境进行着大量物质与能量的交换,仅就建材而言,我国钢、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、砖、砂、石几项生产耗能达1.6亿多吨标准煤,占全国能源生产的13%左右。我国新型墙体材料的产量虽然增加很快,但实心粘土砖仍然占80% 以上,不仅年耗煤达5000 多万吨,而且是每年要毁掉10 多万亩土地资源,还要向环境排放大量的有害气体和温室气体。
建筑系统在使用、改造和拆除过程中,比建造它还要发生多几十倍的能量与物质的交换。有资料表明,一个建筑使用6年所消耗的能量就相当这个建筑建造中所消费的能量,而建筑的寿命要达到50-100 年。在建筑使用能耗中,仅占全国人口14%的采暖人口,每年用于采暖的能源高达1.3亿吨标准煤以上,占全国能源生产的10%,保温不良的墙体材料造成的热损失估计达1.2亿吨标准煤,按单位面积计算,我国住宅采暖能耗相当于发达国家的3倍。与此同时夏季空调和现代照明的耗能也在以惊人的速度发展。可以说建筑系统是生物圈中一个重要的能量与物质材料的流动环节。它的可持续发展对实现可持续发展战略有着特殊重要的意义。
一个建筑体系,是否可称为绿色建筑体系,其界定的原则,不在于它是否应用了某种绿色设计的技术方法,而是要从以下两个观点考虑它是否贯彻了可持续发展的原则:一是要
从建筑全寿命周期过程中,对环境和资源影响的考虑;另一个就是要从建筑材料及使用功
能,对室内、室外,对局地、区域及至全球环境和资源影响的考虑。只有在这两方面达到一
定标准的建筑体系(这个标准应是建立在当前技术经济水平下的认识),才能做到节约能源、
资源,无害化、无污染和可循环。因此,绿色建筑体系是符合生态调控规律的建筑体系。由于我国现行的基本建设管理体制,把一个连续的建设过程分段进行行政管理和建设运作,使得各自去研究其改革与发展,这就难于建立整体生态建筑观,难以体现全方位、全过程控制的原则。现在,建筑材料工业部门已经十分重视并采取措施解决材料生产有关的环境问题,且重新审视人们消费方式和材料选择的生态意义,解决材料高能耗、不可循环和对人体与环境污染的问题。在施工阶段的管理中,也比较注意了建筑施工与建筑材料运输过程中的污染控制,注意了墙体改造和建筑节能,还有很多施工单位开展了ISO14000 的贯标。但是,对建设工程项目起决定作用的项目策划、规划和设计阶段在贯彻可持续发展战略上不仅意识差,也无有力措施。以本部门经济利益为目的的开发商,对建设工程的使用方式和建筑的品质持有决定权,由于设计师与开发商之间的良性互动机制并未建立,一些有为的建筑师也难于发挥作用。在建设的前期阶段,唯一能对建筑系统可持续发展有所推动的就是国家颁布的技术标准和规范。立项阶段的环境影响报告书也只限于污染范围,而对于建筑系统全过程对资源和环境的影响并未被列入。因此可以说,当前对于控制建设工程总体和全过程的建设项目立项和规划设计阶段成为建筑业贯彻可持续发展战略的薄弱环节,亟待解决。
二、绿色建筑设计与繁荣建筑创作
对于绿色建筑设计的技术方法分类众说纷纭,对可持续的建筑设计提出了六方面的观点:即节约能源、设计结合气候、材料与能源的循环利用、尊重用户、尊重基地环境和整体的设计观,并没有提出某项确切的技术支撑。其实这也正反映出绿色建筑设计技术方法应该是多种多样的,凡是以绿色建筑体系为设计目标的技术手法都应包括在其内。从可持续发展理论和建筑师多年实践出发,笔者认为,建筑创作与绿色设计的技术选择,应该从以下两个基本原则出发:
一是强调因地制宜,积极适应建筑立地的环境条件,也包括保持城市的传统与文脉。在
项目的规划与总图设计阶段,选址和保护周围环境是绿色设计的主要内容,同时还要注意对
当地历史和人们的传统生活方式的讨论。在城市规划阶段,生态控制论的技术方法可以有效
地提高规划的质量。在设计阶段,无论是生物气候设计,还是生物气候缓冲层的设计策略,
都强调应用被动设计的方法,用以解决建筑节能和建筑通风。已有研究文章系统的说明了这
种被动式设计方法,包括一些仿生建筑的设计,极大地影响着建筑的形态,比如建筑的朝向、几何形状、护的材料与色彩等当然因地制宜还体现在设计中重视对当地建筑材料和太阳能、风能等资源的利用。
绿色建材采用低能耗制造工艺和无污染环境生产原料尽可能少用天然资源,尽量对尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物进行再利用。在产品配制或生产过程中,不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物;不得用铅、锅、铬等种金属及其化合物的颜料和添加剂。产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,而应有益于人体健康,产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。产品是可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物。在可能的情况下选用废弃的建筑材料:如拆卸下来的木材、五金等,减轻垃圾填埋的压力。避免使用能够产生破坏臭氧层的化学物质的机构设备和绝缘材料。购买本地生产的建筑材料,体现建筑的乡土观念。避免使用会释放污染物的材料。建材的包装减到最少,最大限度地减少对资源的浪费。
二是强调“整体设计”思想,强调建筑的全寿命周期设计方法,单独的某一项技术不能
称之为实施了绿色设计。从全球环境与资源出发,应用经济可行的各种技术和建筑材料,构筑一个从建筑全寿命周期的绿色建筑体系。如何在设计之中应用高技术和优质的材料,就要应用寿命周期评价方法予以权衡,进行技术选择。现在欧美应用的高技术绿色设计方法往往和智能建筑设计相结合。按欧洲智能集团对智能建筑的理解是:使其用户发挥最高效率,低保养成本和最有效地管理其建筑本身的资源。这和绿色设计的理念是一致的。智能建筑的系统集成方法在改善建筑能源和室内环境的设计中,往往采用主动式设计方法,尽管要花费较大的成本,但从建筑全寿命周期的评估,经济上还是可行的。当然,很多常规技术依然是大量被使用,而且是行之有效的。建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三个方面,包括建筑材料和设备制造,材料、设备从产地到建筑工地的运输及施工中的污染与能耗,这些将是建筑材料的取舍依据。
总之,推动绿色建筑设计要依靠全社会生态意识的提高,依靠市场机制的驱动,靠政府
政策法规的规范与诱导,但建筑师的先觉无疑是重要的关键。
参考文献
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3. 于春普.系统化、生态化、现代化.北京规划建设,1994(4)
4. 周虹.现代建筑可持续发展的若干生态问题研究.清华大学建筑学硕士论文.
Abstract: Green building is the concept of sustainable development into the area of construction, will become the dominant trend of the future building. In today's era of "green", how to take the road of integrating green building techniques and local building, has become a major issue for China's construction industry. Only from the realities of our country, based on the local absorption of nutrients, the combination of attention and the natural environment, the formation of the organic unity of people, buildings, natural, in order to achieve the goals of sustainable development of social resources and ecological environment.
Keywords: green, green building, sustainable development
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
随着世界经济不断的高速增长,环境问题成了全球性的问题,环境污染成为全世界瞩目的课题。1980年,世界自然保护联盟(IUCN)在《世界保护策略》中首次使用了“可持续发展”的概念。“可持续发展”观的提出,是人类社会发展理论的重大变革,其中绿色理论的研究尤为突出。绿色建筑属技术学研究范畴,它不是独立于传统建筑技术的全新技术,而是用“绿色”的眼光对传统建筑技术的重新审视,是传统建筑技术核心的相关学科的交叉与组合,是符合可持续发展战略的新型建筑技术。这是一种与自然合作的技术,它一方面在使用资源,另一方面又使资源循环利用,减少资源浪费。对我国而言,坚持可持续发展尤为重要。在中国发展绿色建筑,是建筑界一项意义重大而又十分迫切的现实任务。
一、我国绿色建筑现状
1、缺乏对绿色建筑的正确理解
有人片面地认为只要将建筑物周围和内部加一些绿化就是绿色建筑。人们对于绿色建筑的节能性关注度最高,对于节地的关注度最低,而对现阶段我国的国情来说,节地恰恰是中国绿色建筑评价标准有别于国外类似标准的一个重要特征,毕竟人多地少,是当前中国面临的一个基本矛盾。因此,我国绿色建筑《评价标准》的最终出台将对统一人们的认识大有裨益。
2、缺乏绿色建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于绿色建筑的论文,但论文大多都停留在关于绿色建筑设计的理论框架,设计原则及生态学理论对建筑学的指导,国外先进绿色建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式,计算机模拟,环境效果的测试分析。针对城镇地区的工程实践则更少研究。
3、绿色建筑设计缺乏整体的系统
方式对待,全方位、多层次的综合考虑。设计过程中没有整体绿色化的考虑,建筑师更多的是在建筑设计过程基本完成后才去考虑绿化、围护结构节能和新材料的应用。但是单一的讲围护结构节能,或是绿化率的提高,并不意味着整体可持续性的提升。
二、寻求与我国国情相适应的绿色建筑发展之路
我国政府从基本国情出发,人与自然和谐发展,节约能源,有效利用资源和保护环境,提出发展“节能省地型住宅和公共建筑”。其主要内容是节能、节地、节水、节材与环境保护,注重和谐共存,强调可持续发展,是具有中国特色的绿色建筑理念。
1、研究和推广符合我国国情的绿色建筑和建筑节能技术
在中国老百姓收入不高的情况下,我们引进绿色建筑标准和技术时,要充分考虑建筑的建造成本和使用成本,规定绿色建筑所采用的技术、产品和设施成本要低。比如傣家人的竹楼,为四方形,楼内四面通风,冬暖夏凉,竹楼高出地面若干米,潮气不易上升到室内,水也淹不到楼室上它的造价并不高,可以将它进行改造成中国式的绿色建筑。一些典型的乡村绿色建筑造价较低,可以因地制宜、就地取材,容易被老百姓接受。
2、突破对绿色建筑的认知误区
如果将绿色节能建筑定位为高端化和贵族化就难以推广,也不符合我国国情。以前的智能建筑就走了弯路,仅将智能停留在安保和音响控制方面,将线路设计得十分复杂,工程造价非常高,但建成后运行成本却居高不下。所以,这不是我们提倡的绿色建筑,真正的绿色建筑应该是利用信息技术来节省能源,为工作、生活提供舒适和便利。
3、大力推广“绿色建筑”的标识
目前,由于绿色建筑标识的内涵不明确,国家也没有制定相关的规范和标准,部分房地产开发商为提高房价或推销其产品,常常就滥用“绿色建筑”的概念做虚假宣传。介于这点,相关部门应规范和大力推广“绿色建筑”这一标识,通过建筑的节能、节水、节地、节材等这些具体指标,让绿色建筑从一个模糊的概念变成可测量的量化标准,并出台相关政策,对达到标准的授予“绿色建筑”标识。这样,“绿色建筑”才能真正正规地站在人们面前。
4、大力做好宣传工作,提高民众的节能意识
中图分类号:TP212文献标识码: A 文章编号:
楼宇自动化系统是广义的,是建立在无线传感器的基础上实现的,主要起到对火灾、安保、电力等进行实时监控的作用。通过无线传感器对相关数亿的采集与监视,运用现代计算机技术、通信技术对这些数据进行处理、运算和判断,实现楼宇各种功能的自动控制。随着现代科技的发展,无线传感器网络技术具有非常广阔的前景。
一、无线传感器网络系统概述
无线传感器网络的主要功能是实时监测,在现代军事、特殊环境监测、智能建筑中应用十分广泛。该系统与数字蜂窝移动通信系统(GSM)、蓝牙(Bluetooth)、无线局域网(WLAN)等无线通信网络不同,无线传感器网络是类似于传统Ad-hoe网络,没有基站设备支持,自组织、自管理的多跳网络。无线传感器网络是Ad-Hoe网络应用在传感器技术中的一种具有动态拓扑结构的组织网络。
1、自组织的网络:无线传感器网络通常具备自组织能力;
2、自管理的网络:无线传感器网络通常具备自管理能力;
3、网络规模大,分布密集:无线传感器网络中的节点数量多于传统Ad-hoc网络中的节点数量,并且分布密度大;
4、网络节点易出错:无线传感器网络中的节点较之传统Ad-hoe网络中的节点更容易出错;
5、单个节点能力较弱:无线传感器网络的节点的计算能力、存储能力十分有限,无法进行复杂的计算和数据存储;
6、节点间广播式通信:无线传感器网络节点主要采用广播方式通信,而传统Ad-hoe网络大都采用点对点通信;
7、以数据为中心的网络:与数据为中心的含义指无线传感器网络运行时,通常只关心整个任务的执行情况,用户在使用网络查询事件时,只关心是否获得了所需的数据,不关心数据是由哪个节点发来。
二、硬件选型设计
传感器是楼宇监控系统的重要组成部分,好比人体的皮肤和神经系统,负责对环境的整体感知,其中温度和烟雾是楼宇监控的主要监测对象。
2.1温度传感器
楼宇室内的环境温度传感器可以选择瑞士盛世瑞恩传感器公司SHT10,用它采集各点位温度,将这些数据通过显示单元直观显示给用户,让人们可以知道实时的楼内温度,空调系统则通过这些数据可以自动的对室内温度进行自动调节,以达到人们舒适与节能的目的。SHT10包括电源和地共有四只管脚。DATA负责串行数据发送,与处理芯片cc2430连接,进行数据传送,SCK是串行时钟连接,与处理芯片连接进行时钟同步。布线时需要0.1μF的去耦电容接在电源和地间,DATA线接外部上拉电阻,芯片结构见图2-1。
图2-1SHT10电路连接图
在楼宇监控平台中,还有一种基于感应人体温度的红外探测器CH-718。从生物学角度看,有恒定体温的人体会发出波长比较固定的红外线,如果感应到该波段红外线,红外探测器就会发出信号。红外探测器CH-718在楼宇安保系统中用于监测人员的活动,从而对重要区域进行监视,确保人员物资的安全。下面是CH-718的技术参数。
红外探测器CH-718功耗很低,输出电压和处理芯片CC2430相匹配。触发方式可以配置,方便后续应用。
2.2烟雾传感器
我们选择烟雾传感器HIS07监测烟雾,它是离子式的,工作稳定可靠,广泛运用于消防报警中。离子感烟探测方式中,内电离室是密封的,烟雾进不去,当没有烟雾时离子能到达对面电极,内、外电离室电压、电流平衡;有烟雾进入外电离室,烟雾阻挡了离子到达对面电极,外电离室电场失去平衡,报警器探测到后发出警报。HIS07输出电压是5v和CC2430不匹配,采用电阻分压来解决。
串口主要是调试和与上位机通信。楼宇平台工作时,只有协调器需要串口模块。为了设计的统一性,所有的节点都有串口。CC2430具有UART模块,工作电压是3V。计算机串口标准是RS232,逻辑1的电平是-3到-15伏,逻辑0的电平是3到15伏。电平需要转换,采用MAX3232芯片实现。电路连接见图2-2。
图2-2MAX3232电路图
从前面模块的介绍知道,所需供电电压是9V(烟雾和红外传感器)和3V(其余模块)。9V电压还可以给充电模块供电,为锂电池充电,电池输出8.4伏电压可以在无市电时给9V的模块供电。电池充电采用TI公司的BQ24105模块,支持自动休眠降低功耗,还具备LED指示灯表示充电完成的情况。电路连接见图2-3。
图2-3电池充电模块电路
9V电压可以用DC/DC芯片降压到3V,这样外部只需要输入9V就足够了。当用220V交流电时,用市面上很常见的适配器就可以获得稳定的9V电压。电池和市电的切换用二极管就可以简单无缝切换。至于DC/DC芯片我们可以采用TPS62111,电压调节到需要的3.3V。电路连接见图2-4。
图2-4DC/DC电压转换模块
2.3处理芯片
CC2430是TI公司首选的传感器网络处理芯片。功耗小,有完善的软件支持和参考方案。内核是Intel8051,支持汇编和C语言编程,开发者都比较熟悉,还有对应的开发工具。高频电路部分集成在芯片内部,不需要太多高频硬件方面的经验。我们可以选择其作为传感器网络节点的平台。
三、软件设计
楼宇监控上层平台用于和无线传感器节点通信,监控节点所在房间区域的温度、湿度,是否有可疑人员闯入,是否有火灾发生。温度、湿度信息会存储到数据库,用曲线等直观的方式显示出来。整个无线传感器网络节点的连接状况也会反映出来。系统软件功能如下:
(1)连接协调器节点的串口,可与其良好通信,接收整个网络的汇总信息,发送控制信息。
(2)从收到的原始数据中解析出可理解的信息,然后更新界面上各节点、各房间的温度、湿度、红外、烟雾信息。
(3)节点在软件中的位置可以调整,按照每个房间节点的位置和号码进行设置。也就是将地理信息和节点绑定,在界面中可以直观的看到。不同的房间可以载入各自的房间平面图,更方便节点的摆放。
(4)实时的更新网络拓扑图,能看到网络中每个节点是怎么连接的,入网和退网都能如实的反映。
(5)检测到报警信息,包括红外、烟雾和高温情况,及时的报警;特别是有人闯入和发生火灾,需要让管理员及时发现,在界面上有直观的图片及文字显示,还能发出报警声。
(6)连接数据库,把解析好的信息存储起来。可以查询历史数据,能以曲线图方式直观表示其变化状况。发生报警的信息也会专门记录在库。各种数据能进行汇总,报告如平均温度等信息。
四、结语
楼宇监控是楼宇自动化系统的组成部分,在智能建筑中占据重要地位。现代智能化建筑中,以无线传感器网络技术的应用前景广泛。它的无线传输方式、低功耗、组网容易等特性给楼宇监控领域带来新的动力。而且无线传感器组成的楼宇监控系统运行稳定可靠,操作简单、易于扩展与升级,并且可以大幅度降低维护和巡检成本,给用户及维修人员带来很大的方便。
参考文献